Voraussetzungen und Einstieg in die Thematik

Voraussetzungen

Die Lernenden haben am Beispiel der Alkalimetalle den Begriff der Elementfamilie bereits kennen gelernt und erarbeiteten am Beispiel der Erdalkalimetalle und anderer Elemente, wie man mithilfe von Atomverhältnissen in Verbindungen Elementfamilien erkennt.

Aufgabenstellung und Motivation

Die Aufgabe der Schülerinnen und Schüler, ein sinnvolles Ordnungssystem für die Elemente zu finden, wird vorgestellt. Durch die Ankündigung einer historischen Vorgehensweise, mit der die Lernenden das Ordnungssystem der Elemente selbstständig entdecken und durchschauen sollen, wird der Reiz der Aufgabe deutlich und die Motivation angefacht.

Problematisierung

Sammelsurium

In der Mitte des 19. Jahrhunderts war den Chemikern ein Sammelsurium von etwa fünfzig Elementen bekannt, von denen man mehrere Eigenschaften, unter anderem die Atommasse, kannte. Die Auswahl der Elemente (DIN-A4-Karten), die geordnet werden sollen, wird an der Tafel befestigt (Abb. 1, Platzhalter bitte anklicken). Wenn die Karten laminiert und mit kleinen Magneten beklebt sind, lassen sie sich leicht hin- und her schieben. Auf die im 19. Jahrhundert schon bekannten Nebengruppenelemente wird zwecks Vereinfachung verzichtet. Aus diesem Grund werden auch nur Elemente bis zur 5. Periode benutzt, da wegen der Lanthanoidenkontraktion in den höheren Perioden der 3. bis 5. Hauptgruppe niedrigere Oxidationsstufen bevorzugt werden. Die Farben der DIN-A4-Karten zeigen an, ob es sich bei den jeweiligen Elementen um Metalle, Halbmetalle oder Nichtmetalle handelt.

Problemfrage und Lösungsvorschläge

Zentrale Frage der Unterrichtseinheit ist nun: "Wie kann man das Sammelsurium ordnen?" Zunächst werden Lösungsvorschläge gesammelt:

• Ordnung nach Atommasse
• Ordnung nach ähnlichen Eigenschaften
• Ordnung nach metallischem Charakter

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• Per Elemente-Puzzle zum PSE
  In Partnerabeit experimentieren die Schülerinnen und Schüler mit einem Kartensatz ausgewählter Elemente und testen verschiedene Ordnungsstrategien.
  
• Präsentation und Ergebnissicherung
  Eine Schülergruppe ordnet das PSE-Puzzle an der Tafel. Die Edelgase werden ergänzt und die dem PSE zugrunde liegenden Ordnungskriterien gesichert.
  
• Übergang zum Atommodell
  Die Schülerinnen und Schüler lernen die historische Entwicklung des Atommodells kennen und festigen die Erkenntnisse mithilfe eines interaktiven Periodensystems.